Vad är tackjärn – råjärn – Definition

i allmänhet är tackjärn en mellanprodukt från järnindustrin. Tackjärn, även känt som råjärn, produceras av masugnsprocessen och innehåller upp till 4-5% kol, med små mängder andra föroreningar som svavel, magnesium, fosfor och mangan. Tackjärn levereras i en mängd olika götstorlekar och vikter, från 3 kg upp till mer än 50 kg. Tackjärn är inte en säljbar produkt, utan snarare ett mellansteg i produktionen av gjutjärn och stål. Minskningen av föroreningar i tackjärn som negativt påverkar materialegenskaper, såsom svavel och fosfor, ger gjutjärn innehållande 2-4% kol, 1-6% kisel och små mängder mangan.

egenskaper av tackjärn

materialegenskaper är intensiva egenskaper, det betyder att de är oberoende av mängden massa och kan variera från plats till plats i systemet när som helst. Grunden för Materialvetenskap innebär att man studerar materialstrukturen och relaterar dem till deras egenskaper (mekaniska, elektriska etc.). När en materialforskare vet om denna struktur-egenskapskorrelation kan de sedan fortsätta studera materialets relativa prestanda i en given applikation. De viktigaste bestämningsfaktorerna för ett materials struktur och därmed dess egenskaper är dess beståndsdelar kemiska element och hur det har bearbetats till sin slutliga form.

mekaniska egenskaper hos tackjärn

material väljs ofta för olika tillämpningar eftersom de har önskvärda kombinationer av mekaniska egenskaper. För strukturella tillämpningar är materialegenskaper avgörande och ingenjörer måste ta hänsyn till dem.

styrka av tackjärn

i materialmekanik är styrkan hos ett material dess förmåga att motstå en applicerad belastning utan fel eller plastisk deformation. Styrka av material betraktar i grunden förhållandet mellan de yttre belastningarna som appliceras på ett material och den resulterande deformationen eller förändringen i materialdimensioner. Styrkan hos ett material är dess förmåga att motstå denna applicerade belastning utan fel eller plastisk deformation.

Ultimate draghållfasthet

Ultimate draghållfasthet av tackjärn varierar kraftigt och beror på den form kolet tar i legeringen. Den höga kolhalten gör den relativt svag och spröd. Att minska mängden kol till 0,002-2,1 viktprocent producerar stål, vilket kan vara upp till 1000 gånger hårdare än rent järn.

den ultimata draghållfastheten är maximal på den tekniska spänningskurvan. Detta motsvarar den maximala spänningen som kan upprätthållas av en spänningsstruktur. Ultimat draghållfasthet förkortas ofta till” draghållfasthet “eller till och med till” det ultimata.”Om denna stress appliceras och upprätthålls kommer fraktur att resultera. Ofta är detta värde betydligt mer än avkastningsstressen (så mycket som 50 till 60 procent mer än avkastningen för vissa typer av metaller). När ett duktilt material når sin ultimata styrka upplever det halsning där tvärsnittsarean minskar lokalt. Stress-töjningskurvan innehåller ingen högre stress än den ultimata styrkan. Även om deformationer kan fortsätta öka, minskar spänningen vanligtvis efter att den ultimata styrkan har uppnåtts. Det är en intensiv egenskap, därför beror dess värde inte på testprovets storlek. Det är emellertid beroende av andra faktorer, såsom beredningen av provet, närvaron eller på annat sätt av ytdefekter och temperaturen hos testmiljön och materialet. Ultimate draghållfasthet varierar från 50 MPa för en aluminium till så hög som 3000 MPa för mycket höghållfasta stål.

sträckgräns

sträckgräns för tackjärn varierar kraftigt och beror på den form kolet tar i legeringen.

utbytespunkten är punkten på en spänningskurva som indikerar gränsen för elastiskt beteende och början av plastbeteendet. Sträckgräns eller sträckgräns är materialegenskapen definierad som spänningen vid vilken ett material börjar deformeras plastiskt medan sträckgräns är den punkt där icke-linjär (elastisk + plast) deformation börjar. Före utbytespunkten deformeras materialet elastiskt och återgår till sin ursprungliga form när den applicerade spänningen avlägsnas. När utbytespunkten passeras kommer en del av deformationen att vara permanent och icke-reversibel. Vissa stål och andra material uppvisar ett beteende som kallas ett utbytespunktfenomen. Avkastningsstyrkorna varierar från 35 MPa för låghållfast aluminium till större än 1400 MPa för mycket höghållfasta stål.

Youngs elasticitetsmodul

Youngs elasticitetsmodul för tackjärn varierar kraftigt och beror på den form kolet tar i legeringen.

Youngs elasticitetsmodul är den elastiska modulen för drag-och tryckspänning i den linjära elasticitetsregimen för en uniaxial deformation och bedöms vanligtvis genom dragprov. Upp till en begränsande stress kommer en kropp att kunna återställa sina dimensioner vid avlägsnande av lasten. De applicerade spänningarna får atomerna i en kristall att röra sig från sin jämviktsposition. Alla atomer förskjuts i samma mängd och behåller fortfarande sin relativa geometri. När spänningarna avlägsnas återgår alla atomer till sina ursprungliga positioner och ingen permanent deformation uppstår. Enligt Hooke ‘ s law är spänningen proportionell mot stammen (i det elastiska området), och lutningen är Youngs modul. Youngs modul är lika med den längsgående spänningen dividerad med stammen.

hårdhet av tackjärn

Brinell hårdhet av tackjärn varierar kraftigt och beror på den form kolet tar i legeringen.

i materialvetenskap är hårdhet förmågan att motstå ytindrag (lokaliserad plastisk deformation) och repor. Hårdhet är förmodligen den mest dåligt definierade materialegenskapen eftersom den kan indikera motstånd mot repor, motståndskraft mot nötning, motstånd mot indragning eller till och med motstånd mot formning eller lokal plastisk deformation. Hårdhet är viktigt ur teknisk synvinkel eftersom motståndskraft mot slitage genom antingen friktion eller erosion av ånga, olja och vatten i allmänhet ökar med hårdhet.

Brinell hårdhetstest är en av indragningshårdhetsprov, som har utvecklats för hårdhetsprovning. I Brinell-tester tvingas en hård, sfärisk indenter under en specifik belastning in i ytan på metallen som ska testas. Det typiska testet använder en 10 mm (0,39 tum) diameter härdad stålkula som en indenter med en 3000 kgf (29,42 kN; 6614 lbf) kraft. Lasten hålls konstant under en viss tid (mellan 10 och 30 s). För mjukare material används en mindre kraft; för hårdare material ersätts en volframkarbidkula med stålkulan.

testet ger numeriska resultat för att kvantifiera hårdheten hos ett material, vilket uttrycks av Brinell hårdhetsnummer – HB. Brinell hårdhetsnummer betecknas av de vanligaste teststandarderna (ASTM E10-14 och ISO 6506-1:2005) som HBW (H från hårdhet, B från brinell och W från materialet i indenteren, volfram (wolfram) karbid). I tidigare standarder användes HB eller HBS för att hänvisa till mätningar gjorda med stålindrag.

Brinell hårdhetsnummer (HB) är belastningen dividerad med indragningens yta. Avtryckets diameter mäts med ett mikroskop med en överlagrad skala. Brinell hårdhetsnummer beräknas från ekvationen:

det finns en mängd olika testmetoder i vanligt bruk (t.ex. Brinell, Knoop, Vickers och Rockwell). Det finns tabeller som är tillgängliga som korrelerar hårdhetsnumren från de olika testmetoderna där korrelation är tillämplig. I alla skalor representerar ett högt hårdhetsnummer en hårdmetall.

termiska egenskaper hos tackjärn – råjärn

termiska egenskaper hos material hänvisar till svar av material till förändringar i deras temperatur och till tillämpningen av värme. När ett fast ämne absorberar energi i form av värme stiger temperaturen och dess dimensioner ökar. Men olika material reagerar på appliceringen av värme annorlunda.

värmekapacitet, termisk expansion och värmeledningsförmåga är egenskaper som ofta är kritiska vid praktisk användning av fasta ämnen.

smältpunkt för tackjärn

tackjärn har en smältpunkt i intervallet 1420-1470 K, vilket är lägre än någon av dess två huvudkomponenter, och gör den till den första produkten som smälts när kol och järn upphettas tillsammans.

i allmänhet är smältning en fasförändring av ett ämne från den fasta till den flytande fasen. Smältpunkten för ett ämne är temperaturen vid vilken denna fasförändring inträffar. Smältpunkten definierar också ett tillstånd där det fasta och flytande kan existera i jämvikt.

kokpunkt för tackjärn

tackjärn är ett ämne med flera element, huvudsakligen av järn, med tillsatser av kol och föroreningar. Kolet är mestadels i form av karbider av legeringsmetallerna. Karbiderna kommer att ha högre koktemperaturer än metallmatrisen. Kokpunkten för järn (inte grisjärn) är 2860 kcal C, så kokpunkten för grisjärn ligger nära detta värde.

i allmänhet är kokning en fasförändring av ett ämne från vätskan till gasfasen. Kokpunkten för ett ämne är temperaturen vid vilken denna fasförändring (kokning eller förångning) inträffar.

värmeledningsförmåga hos tackjärn

tackjärn är ett ämne med flera element, huvudsakligen av järn, med tillsatser av kol och föroreningar. Kolet är mestadels i form av karbider av legeringsmetallerna. Värmeledningsförmågan hos järn(inte grisjärn) är 80 W/(M.K).

värmeöverföringsegenskaperna hos ett fast material mäts med en egenskap som kallas värmeledningsförmågan, k (eller Xiaomi), mätt i W / m.K. Det är ett mått på ett ämnes förmåga att överföra värme genom ett material genom ledning. Observera att Fouriers lag gäller för alla ämnen, oavsett dess tillstånd (fast, flytande eller gas), därför definieras den också för vätskor och gaser.

värmeledningsförmågan hos de flesta vätskor och fasta ämnen varierar med temperaturen. För ångor beror det också på tryck. I allmänhet:

de flesta material är mycket nästan homogena, därför kan vi vanligtvis skriva k = k (T). Liknande definitioner är associerade med värmeledningsförmåga i Y-och z-riktningarna( ky, kz), men för ett isotropiskt material är värmeledningsförmågan oberoende av överföringsriktningen, kx = ky = kz = k.